一种基于倾角传感器的光伏组件远程安全监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能光伏领域，具体涉及一种基于倾角传感器的光伏组件远程安全监控系统。


背景技术：

2.在我国将“碳达峰、碳中和”作为发展目标的背景下，各地区逐渐增加太阳能电站的投入规模，随着越来越多的太阳能电站并网发电，保障光伏组件的安全运行也逐渐受到广泛关注。
3.太阳能电站在不同的应用场景下，固定方式也不一样，从目前发生的光伏组件掉落事故分析，光伏组件在长时间运行后的部分固定件松动、支架不牢靠，在暴风雨、大风等自然灾害因素的影响下，造成光伏组件或支架的异动，这些因素都在一定程度上影响光伏组件的倾角变化，进而影响太阳能电站的稳定发电。
4.在实现本实用新型过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：
5.随着太阳能电站的增多，维护工作内容逐渐增大，运维人员在定期检查中，很难及时发现存在的安全隐患，而由于天气或外力等因素所影响的不确定性，也会给光伏组件和电站周围人员等带来一定的安全隐患。


技术实现要素：

6.本实用新型实施例提供一种基于倾角传感器的光伏组件远程安全监控系统，及时掌握太阳能光伏组件的倾角情况，当倾角不正常时运维人员及时修复，避免光伏组件掉落事故的发生，从而降低事故发生的概率。
7.为达上述目的，本实用新型实施例提供一种基于倾角传感器的光伏组件远程安全监控系统，包括倾角传感器、控制器装置和数据传输装置；
8.所述倾角传感器安装于太阳能光伏组件支架上，且所述倾角传感器安装在远离于太阳能光伏组件的太阳能光伏组件支架一侧，和/或，所述倾角传感器安装在相邻两组太阳能光伏组件之间的间隙处；所述控制器装置连接于所述倾角传感器上、所述数据传输装置连接于所述控制器装置；其中，所述控制器装置(2)包括：可编程逻辑控制器plc，太阳能光伏组件安装于所述太阳能光伏组件支架上，所述太阳能光伏组件支架固定在地面或固定建筑物上。
9.优选地，所述倾角传感器监测太阳能光伏组件的位置数据，所述位置数据是指初始位置数据，以及设定时间和/或、设定工况下的位置数据，每次所监测的所述太阳能光伏组件的位置数据包括：x轴的倾角数据、y轴的倾角数据、z轴的倾角数据；所述x轴、y轴、 z轴基于倾角传感器所设定的坐标系。
10.优选地，所述倾角传感器具有多个；当所述倾角传感器安装在远离于太阳能光伏组件的太阳能光伏组件支架一侧时，每个倾角传感器可拆卸地设于太阳能光伏组件支架的不同预设位置的表面。
11.优选地，还包括倾角传感器安装组件，所述倾角传感器通过所述倾角传感器安装组件可拆卸地安装于太阳能光伏组件支架的表面；和/或，所述倾角传感器通过所述倾角传感器安装组件可拆卸地安装于相邻两组太阳能光伏组件之间的间隙处的表面。
12.优选地，所述述倾角传感器具有安装底板，所述安装底板周边设有垂直于安装底板的第一数量的安装通孔；
13.太阳能光伏组件支架的表面具有第二数量螺纹孔，其中，第二数量是第一数量的整数倍；
14.当第二数量等于第一数量时，各所述螺纹孔与所述安装底板的各安装通孔相匹配；
15.当第二数量大于第一数量时，每组所述螺纹孔的数量分别与一个安装底板的各安装通孔相匹配；
16.所述倾角传感器安装组件包括安装底板、紧固螺丝，所述紧固螺丝贯通安装底板的安装通孔并紧固在太阳能光伏组件支架的表面的安装螺纹孔内。
17.优选地，所述控制器装置通过数据传输线缆连接于所述倾角传感器，所述将倾角传感器实时将所监测的太阳能光伏组件的位置数据通过数据传输线缆传输至所述控制器装置；所述控制器装置根据太阳能光伏组件的位置数据分析太阳能光伏组件的位置并判断太阳能光伏组件的倾角状态，形成分析结果，并在不正常状态时生成报警信息；
18.所述数据传输装置通过通信线缆连接于所述控制器装置，所述数据传输装置接收所述控制器装置对太阳能光伏组件的位置数据的分析结果、以及报警信息；所述数据传输装置将所接收的太阳能光伏组件的位置数据的分析结果、以及报警信息远程发送给运维工作人员。
19.所述控制器装置根据太阳能光伏组件的位置数据分析太阳能光伏组件的位置并判断太阳能光伏组件的倾角状态，是指：
20.所述控制器装置根据每次所监测的所述太阳能光伏组件的位置数据与预设倾角数据进行偏差分析和对比，实时判断太阳能光伏组件的倾角状态；其中，所述太阳能光伏组件的倾角状态包括：正常、轻故障、重故障，轻故障和重故障为不正常状态。
21.上述技术方案具有如下有益效果：及时掌握太阳能光伏组件的倾角情况，尤其是运行时倾角的扰动情况，当倾角不正常时运维人员及时修复，避免光伏组件掉落事故的发生，从而降低事故发生的概率；进而降低运维人员工作强度，降低事故造成的损失，提升太阳能光伏发电站运行效率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本实用新型实施例的基于倾角传感器的光伏组件远程安全监控系统的结构示意图；
24.图2是本实用新型实施例的倾角传感器的安装结构剖面示意图；
25.图3是图2的俯视图。
26.附图标记表示为：
27.1、倾角传感器；2、控制器装置；3、数据传输装置；4、数据传输线缆；5、通信线缆；11、紧固螺丝；12、太阳能光伏组件；13、太阳能光伏组件支架。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.如图1所示，结合本实用新型的实施例，提供一种基于倾角传感器的光伏组件远程安全监控系统，包括倾角传感器1、控制器装置2和数据传输装置3(数据及报警传输通信模块)；所述控制器装置(2)包括：可编程逻辑控制器plc。太阳能光伏组件12安装于所述太阳能光伏组件支架13上，所述太阳能光伏组件支架13固定在地面或固定建筑物上。
30.所述倾角传感器1安装于太阳能光伏组件支架13上，且所述倾角传感器1安装在远离于太阳能光伏组件的太阳能光伏组件支架13一侧，和/或，所述倾角传感器1安装在相邻两组太阳能光伏组件12之间的间隙处；倾角传感器1用于按设定情况监测太阳能光伏组件(运行时的)倾角。所述控制器装置2连接于所述倾角传感器1上，接收倾角传感器 1监测的太阳能光伏组件运行时的倾角并分析获得倾角是否正常。所述数据传输装置3连接于所述控制器装置2，接收控制器装置2发送的分析的结果，并在倾角不正常时将不正常状态远程发送给运维人员。
31.本实用新型可以及时掌握太阳能光伏组件的倾角情况，尤其是运行时倾角的扰动情况，当倾角不正常时运维人员及时修复，避免光伏组件掉落事故的发生，从而降低事故发生的概率；进而降低运维人员工作强度，降低事故造成的损失，提升太阳能光伏发电站运行效率。
32.优选地，所述倾角传感器1监测太阳能光伏组件12的位置数据，所述位置数据是指初始位置数据，以及设定时间和/或、设定工况下的位置数据，每次所监测的所述太阳能光伏组件12的位置数据包括：x轴的倾角数据、y轴的倾角数据、z轴的倾角数据；所述x 轴、y轴、z轴基于倾角传感器所设定的坐标系。通过对太阳能光伏组件12的位置数据的监控监测达到对太阳能光伏组件角度、位置的变化的监控，从而判断出太阳能光伏组件是否有位置变化，是否需要维修，从而及时对故障进行处理。
33.优选地，所述倾角传感器1具有多个，设置不同位置，不受位置限制，能够监测太阳能光伏组件各个位置的位置变化，更准确地监测到太阳能光伏组件的位置变化，便于提早采取维修措施，避免故障发生，降低故障发生概率，发生比例。当所述倾角传感器1安装在远离于太阳能光伏组件的太阳能光伏组件支架(13)一侧时，每个倾角传感器1可拆卸地设于太阳能光伏组件支架13的不同预设位置的表面。可拆卸地将倾角传感器1安装在太阳能光伏组件支架13上，实现倾角传感器1安装、拆卸、维修更换的方便性；将倾角传感器1安装在太阳能光伏组件支架13表面，避免嵌入到太阳能光伏组件支架13内的安装麻烦。
34.优选地，还包括倾角传感器安装组件，所述倾角传感器1通过所述倾角传感器安装
组件可拆卸地安装于太阳能光伏组件支架13的表面。通过倾角传感器安装组件将倾角传感器1进行安装，安装方便。或者，所述倾角传感器1通过所述倾角传感器安装组件可拆卸地安装于相邻两组太阳能光伏组件12之间的间隙处的表面；每个倾角传感器1都通过安装底板可拆卸地安装于相邻两组太阳能光伏组件12之间的间隙处的表面。
35.优选地，如图2、图3所示，所述倾角传感器1具有安装底板，所述安装底板周边设有垂直于安装底板的第一数量的安装通孔；倾角传感器1具有带安装通孔的安装底板，直接安装，安装方便易实施。
36.太阳能光伏组件支架13的表面具有第二数量螺纹孔，其中，第二数量是第一数量的整数倍；
37.当第二数量等于第一数量时，此时安装有1个倾角传感器1，那么各所述螺纹孔与所述安装底板的各安装通孔相匹配；
38.当第二数量大于第一数量时，此时安装有多个倾角传感器1，那么螺纹孔具有多组，每组所述螺纹孔的数量分别与一个安装底板的各安装通孔相匹配，每组对应安装一个倾角传感器1；
39.所述倾角传感器安装组件包括安装底板、紧固螺丝11，所述紧固螺丝11贯通安装底板的安装通孔并紧固在太阳能光伏组件支架13的表面的安装螺纹孔内。通过紧固螺丝11、一侧是安装通孔一侧是螺纹孔，安装、拆卸、维修更换倾角传感器1都非常方便。
40.优选地，所述控制器装置2通过数据传输线缆4连接于所述倾角传感器1，所述将倾角传感器1实时将所监测的太阳能光伏组件12的位置数据通过数据传输线缆4传输至所述控制器装置2。
41.所述控制器装置2根据太阳能光伏组件12的位置数据分析太阳能光伏组件12的位置并判断太阳能光伏组件12的倾角状态，形成分析结果，并在不正常状态时生成报警信息。
42.所述数据传输装置3通过通信线缆5连接于所述控制器装置2，所述数据传输装置3 接收所述控制器装置2对太阳能光伏组件12的位置数据的分析结果、以及报警信息；所述数据传输装置3将所接收的太阳能光伏组件12的位置数据的分析结果、以及报警信息远程发送给运维工作人员。
43.优选地，所述控制器装置2根据太阳能光伏组件12的位置数据分析太阳能光伏组件 12的位置并判断太阳能光伏组件12的倾角状态，是指：
44.所述控制器装置2根据每次所监测的所述太阳能光伏组件12的位置数据与预设倾角数据进行偏差分析和对比，实时判断太阳能光伏组件12的倾角状态；其中，所述太阳能光伏组件12的倾角状态包括：正常、轻故障、重故障，轻故障和重故障为不正常状态。
45.本实用新型的基于倾角传感器的光伏组件远程安全监测系统，所述倾角传感器1和控制器装置2通过数据传输线缆4连接，将倾角传感器1的实时运行数据传输至控制器装置 2的控制器进行数据分析。其中，将倾角传感器固定在光伏组件或支架上，实时获取当前各个光伏组件的倾角状态，可以获取的数据有：x轴、y轴、z轴的倾角数据。将该部分数据传输至现场控制器进行数据解析，再通过控制模块内预设的倾角数据与运行数据进行偏差分析和对比，实时判断光伏组件的倾运行角状态。光伏组件倾角分为正常、轻故障、重故障三种状态，当光伏组件倾角异常输出报警时。控制器装置2与数据及报警传输通信模块3通过通信线缆5连接，控制器装置2将分析后的数据和报警传输至数据及报警传输通信模块3。
46.所述数据及报警传输通信模块3与运维人员通过远程无线通信，数据及报警传输通信模3块将太阳能光伏组件倾角数据和报警信息传输给运维人员。运维人员可以远程查看当前光伏组件运行状态，以便进行及时检查和故障处理。利用物联网技术，实现对光伏组件倾角的远程监控和报警推送。
47.将安装在太阳能光伏组件上的倾角传感器1运行的数据，传输至现场控制器装置2进行数据偏差分析和对比，实时判断太阳能光伏组件倾角正常、轻故障、重故障等状态。根据不同故障报警状态，远程通知运维人员进行及时检查和处理。实现了倾角传感器1灵活的安装方式，按用户需求可固定在光伏组件或支架上。集成度较高的倾角传感器安全监控系统投入成本较低，后期维护少，提高运维效率。各步骤简单易实施，成本低。
48.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。
49.为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本实用新型，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本技术公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
50.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
51.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。